CEMS-2000运行中存在的问题和解决方法

1、z 斋羔黼 电力安全技术第1 3 卷( 2 0 1 1 年第1 期) c e m s 一2 0 0 0 运行中存在的问题和解决方法 张佐民 ( 陕西渭河发电有限公司，陕西成阳7 1 2 0 8 5 ) 摘要 介绍了c e m s - - 2 0 0 0 烟气排放连续监测系统的结构和工作原理，并对c e m s 系统使 用过程中出现的取样位置不正确、粉尘测量值大、g p r s 信号不稳、s 0 2 测量值偏小、采样系统反馈 时间大等问题进行了分析，提出了解决方案。 关键词 c e m s - 2 0 0 0 ；故障诊断；解决方案 由于我国对燃煤发电厂排烟加大了监控和处 罚力度，燃煤发电厂脱硫率

2、直接影响到企业的经济 效益，烟气排放连续监测系统c e m s ( c o n i t n u o u s e m i s s i o nm o n i t o r i n gs y s t e m ) 作为脱硫率的主要监 测系统就显得特别重要。 1c e m s 系统工作原理 某电厂4 3 0 0m w 机组脱硫系统，共安装聚 光科技( 杭州) 有限公司生产的c e m s1 0 套。其 中，3 号、4 号脱硫系统的出口和入口处各装设l 套c e m s 一2 0 0 0s ；5 号、6 号脱硫系统的出口和入 口旁路各装设l 套c e m s - 2 0 0 0f 。 c e m s 由气态

3、污染物( s 0 2 、n o x ，0 2 ) 监测， 烟尘( 颗粒物) 监测，烟气参数( 流速、温度、压力、 湿度等) 监测，数据采集、传输与处理4 个子系统 组成。 1 1 气态污染物监测子系统 气态污染物监测子系统核心为o m a 一2 0 0 0 分 光光谱气体分析仪。o m a 一2 0 0 0 基于多通道光谱 分析技术和差分吸收光谱算法，用于测量高湿烟气 中的s o ：、n o , 。( 含水分) ，利用氧化锆法测量氧含 量，运用干湿转化计算s 0 2 、n o x 、0 2 干烟气浓度。 o m a - 2 0 0 0 光源发出的紫外光汇聚进入光纤， 通过光纤传输到气体室，穿过

4、气体室时经被测气体 吸收后，通过光纤传输到光谱仪。在光谱仪内部经 光栅分光，由阵列传感器将分光后的光信号转换为 电信号，获得气体的连续吸收光谱信息。分析仪根 据光谱信息采用差分光学吸收光谱算法，得到被测 气体浓度。 嶙料料囊膏料鼍料摹籼幸料膏鼍啡料料囊簟鼍鼍啼料聿崇豪畔辩毒毒料嘈h 愀料料摹弗料睾蔫| 黼蔫聿聿啸料料镰鼍 的设计和巧妙的控制策略，绝对可靠是不可能的。 如何尽早检测、发现潜在故障，软化、控制和排除 故障，避免故障的进一步扩大和发展，是防止机组 跳闸的关键。 这就需要调动全体人员的积极性和责任性，努 力做到所有设备“零缺陷”运行。而运行中一旦出 现异常或辅机故障等事件，若运行人员能

5、及时发现， 正确判断、迅速处理，同样可以避免异常和故障的 进一步扩大。 参考文献： 1 杨志飞，李平以故障为中心的工程可靠性【m 】北京 国防工业出版社，1 9 9 5 一9 2 易丹辉统计预测方法与应用【m 】北京：中国统 计出版社，2 0 0 1 3 夏泓，郑鹏洲电子元器件失效分析及应用【m 】北 京：国防工业出版社，2 0 0 2 4c d 威肯斯，j g 霍兰希工程心理学与人的作业【m 】 上海：华东师范大学出版社，2 0 0 3 5 刘建锡仪表可靠性工程和环境适应性技术【m 】北京： 机械工业出版社，2 0 0 3 6 高天云上海地区大机组1 0 年保护动作原因统计分析 【j 】华东

6、电力，2 0 0 6 ( 8 ) 7 高天云上海地区发电机组2 0 0 7 年度保护动作原因分析 【j 】中国电力，2 0 0 8 ( 5 ) ( 收稿日期：2 0 1 0 - 0 8 3 1 ) 万方数据 第1 3 卷( 2 0 11 年第1 期)电力安全技术 1 2 颗粒物监测子系统 l d m 一1 0 0 激光粉尘仪主要由发射单元和反射 单元构成。发射单元驱动半导体激光器发射出探测 激光，穿过被测环境后，由反射单元的光学单元将 激光束反射至发射单元的传感模块，通过测定激光 透射烟气后的光强与原来入射光强的比值，进行光 电转换后经过微处理器分析，计算得到测量结果。 l d m 1 0 0

7、 激光粉尘仪基于激光透射式检测技术， 响应速度快、检测灵敏度高。 1 3 烟气参数监测子系统 c e m s - 2 0 0 0 系统烟气参数监测子系统由差压 变送器、皮托管、温度变送器、压力变送器、反吹 系统等构成。主要测量烟气流速、温度、压力和湿 度以及实现探头的反吹。 1 4 数据采集、传输与处理子系统 数据采集与处理子系统由集线箱、上位机、 c e m sm o n i t o r2 0 监测软件、脱硫d c s 联网单元、 数据远传单元构成。集线箱安装在户外平台上，平 台上的所有设备均由集线箱供电。同时，集线箱接 收平台上所有设备的输出信号，通过内部的处理单 元转换为工业现场经常使用

8、的r s 4 8 5 协议传输到 上位机。 通过安装在上位机上的c e m sm o n i t o r2 0 在 线监控软件，监控查询所有测量信息和仪表工作状 态信息。上位机软件可同时生成3 套相同数据：一 套数据通过g p r s ，每1 0m i n 传送一组到省环保 厅数据中心；一套数据通过j l w z - g e a 2 0 0 0 c 脱 硫数据采集装置，经光缆每1 0r a i n 传送一组至省 电力公司信息中心；还有一套数据经数据线连接到 脱硫d c s 。 2 c e m s 应用中存在的问题和解决方法 2 1 c e m s 取样位置不正确 5 ，6 号机组加装f g d

9、 ( 烟气脱硫) 是老机组改 造，因施工环境限制，造成旁路后无混合烟道，而 根据h j t 7 5 2 0 0 7 ( ( 火电厂烟气排放连续监测技 术规范第6 2 7 条规定需加装旁路c e m s 。改造 时将该套c e m s 取样点选在旁路挡板前，造成旁 路挡板未开启时旁路c e m s 各参数与原烟基本相 同；当旁路挡板开启后旁路c e m s 不能迅速反映 旁路烟道内烟气参数的变化。上级环保部门和其他 z 意勰 部门核查环保数据时。都对旁路数据提出质疑。 与施工方沟通后得知，由于5 ，6 号机组f g d 旁路挡板后装有套事故喷淋系统，c e m s 取样点 若选在该处，当开启事故

10、喷淋系统时会对取样探头 和测点造成损坏。 为此，停用事故喷淋系统，再将旁路c e m s 取样点移至旁路挡板后，以保证旁路数据在旁路挡 板关闭时与净烟气参数相同，在旁路挡板开启后能 迅速反映烟气参数变化。 2 2 粉尘测量值偏大 2 2 1 净烟粉尘测量值偏大 自2 0 0 9 年5 月投运以来，3 ，4 号净烟粉尘测 量值经常偏大。工作人员拆下粉尘仪发现，因水雾 污染测量镜头镜片，影响其透过率，导致粉尘测量 值偏大。清理镜头后，测量值恢复正常，但一周后 净烟粉尘测量值又偏大。 根据环境保护行业标准h j t 7 5 - 2 0 0 7 第 6 2 6 条规定，火电厂湿法脱硫装置后未安装烟气

11、g g h ( 气一气换热器) 的烟道内，由于水分的干 扰，颗粒物c e m s 无法准确测定其浓度，颗粒物 c e m s 可安装在脱硫装置前的管段中，通过折算得 出净烟粉尘浓度。 根据这一规定，将3 ，4 号净烟粉尘仪拆除， 用原烟粉尘含量折算出净烟粉尘值。这就彻底消除 了净烟粉尘仪维护量大的问题。 2 2 2 粉尘仪密封泄漏 粉尘仪在运行中出现测量值偏大，经擦拭镜头 后测量值依然偏大。经检查发现，发射端机箱盒密 封圈泄漏。 由于粉尘仪发射端机箱盒置于室外，工作环境 较差。设备调试时经常开启机箱盖，而关闭机箱盖 时操作不当会损坏密封圈。在雨、雪、大雾天气， 粉尘测量值会周期性逐步上升，擦拭

12、镜头对光路均 无明显改变，打开机箱会发现电路板有水渍，烘干 电路板更换新密封圈后故障消除。 针对这一现象，在维护中应尽量少开机箱盖， 即便开启，在关闭时也要采用正确的操作方法，避 免损坏密封圈，并应每季度检查1 次密封圈，如果 发现圈体老化，要及时更换。 2 3g p r s 信号传输不稳定 2 3 1g p r s 无线信号弱 g p r s 信号传输系统是c e m s 中的重要组成 一参一 万方数据 z 毒勰 电力安全技术第1 3 卷( 2 0 1 1 年第l 期) 部分，它负责将一组数据传输到省环保厅数据中心。 如果该系统不能正常工作，将直接影响到脱硫电价 的结算。在投产初期，c e

13、m s 信号传输均不稳定， 特别是5 ，6 号机的c e m s 由于主机安装在烟道下， 无线信号被隔断，经常数日无数据传出。 因此，要求移动公司加强各小室信号覆盖，并 在每个c e m s 小室引入光纤，安装室内天线。方 案实施后，g p r s 无线信号较弱的问题得到了解决。 2 3 2 移动i p 池满 2 0 0 9 年1 2 月2 0 1 0 年1 月，3 ，4 号机组4 套c e m s 相继发生不向省环保厅数据中心传输数 据的问题。与c e m c 生产厂家共同对设备进行检 查测试，并更换新m i s 卡后，问题依然存在。将 设备送至数据中心联网监测发现，发射装置和m i s 卡

14、均正常，问题可能在移动公司g p r s 服务后台。 经与移动公司共同测试，确定为这4 套c e m s 所 在i p 池满，致使数据中心无法接收上传数据。经 移动公司扩容相应i p 池后，4 套c e m s 数据传输 正常。 2 4s 0 2 测量值偏小 2 4 1 光纤老化 c e m s 在运行中出现s o ，测量值偏小。经 目测检查，光纤可见光透过率良好，擦拭光纤两 端镜头后重新安装，s o ：测量值依然偏小。经用 c e m s - 2 0 0 0 维护软件诊断发现，2 根光纤中有l 根在1 0 0 百像素点光谱强度不足10 0 0 。更换新光纤， 在相同条件下1 0 0 百像素点

15、光谱强度达到1 50 0 0 以上。更换新光纤后，s o ：测量值正常。 由于该套系统采用紫外差分法测量s o ，浓度， 工作人员用目测只能判断可见光的透过情况，而要 判断光纤在c e m s 中是否正常工作，不能以可见 光的透过率为标准，而要测试光纤的紫外光的透过 情况。由于目测无法判断紫外光的透过率，只能依 靠专用软件，通过该软件的光谱图形来分析判断被 测光纤是否达标。 光纤好坏直接影响气态污染物监测的准确性。 在维护中增加每季度1 次光纤检查，紫外光的透过 率不达标或不稳定都应及时更换，确保监测准确。 2 4 2 测量气体室污染 3 号机组原烟c e m s 在机组启动后出现s 0 2

16、测量值偏小，经对光纤诊断更换后s o ，测量值依然 偏小。对气体测量室进行解体发现，腔室内有大量 一p 一 黄色结晶和污垢。用工业酒精浸泡除去污垢，最后 清洁时用专用纸巾沿同一个方向擦拭腔室内壁，恢 复系统，s o ：测量值正常。 在机组停运期间，c e m s 系统总电源被切断。 由于探头、取样管和加热盒停止加热，整个采样系 统中产生凝结水，流入气体测量室无法排除，造成 气体室污染。 由于c e m s 一2 0 0 0 采用热湿法测量高湿烟气中 的s o ，、n o x ( 含水分) ，所以c e m s 系统采样加 热部分应禁止停电，以避免样气温度低于1 0 0 ， 出现凝结水，造成气体

17、室污染。 因此，除非机组大修，禁止切断采样加热系统 电源。在机组大修中切断加热电源后，要排空采样 系统中的凝结水，并使用压缩空气吹扫，避免气体 测量室被污染。 2 5 采样系统反吹时间过长 正常情况下，c e m s - 2 0 0 0 每4h 对采样系统 进行一次吹扫，每次吹扫时间约5m i n 。但在实际 运行中，经常出现吹扫时间过长，个别吹扫时间甚 至近lh ，致使系统长时间不能正常测量烟气参数。 检查后发现，主要有以下2 种情况： ( 1 ) 采样探头滤芯堵。更换滤芯后恢复正常。 ( 2 ) 取样管路堵塞。由于取样点离c e m s 机柜 较远，而施工单位为满足施工美观将取样管放在电 缆槽盒内。由于5 号原烟沿电缆槽盒走向敷设距离 长达1 2 0m ，且中间直角拐弯有1 6 处，致使5 号 原烟投运3 个月便出现反复吹扫，样气压力